EP0515416B1 - Integrierbarer, kapazitiver Drucksensor und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

Integrierbarer, kapazitiver Drucksensor und Verfahren zum Herstellen desselben Download PDF

Info

Publication number
EP0515416B1
EP0515416B1 EP91903344A EP91903344A EP0515416B1 EP 0515416 B1 EP0515416 B1 EP 0515416B1 EP 91903344 A EP91903344 A EP 91903344A EP 91903344 A EP91903344 A EP 91903344A EP 0515416 B1 EP0515416 B1 EP 0515416B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure sensor
film
semiconductor
reference element
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP91903344A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0515416A1 (de
Inventor
Günther Zimmer
Jörg EICHHOLZ
Wilfried Mokwa
Michael Kandler
Yiannakis Manoli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP0515416A1 publication Critical patent/EP0515416A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0515416B1 publication Critical patent/EP0515416B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
    • G01L9/125—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor with temperature compensating means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/43—Electric condenser making
    • Y10T29/435—Solid dielectric type

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an integrable, capacitive pressure sensor according to the preamble of patent claim 1, an integrable, capacitive pressure sensor according to the preamble of patent claim 8 and an integrable, capacitive pressure sensor arrangement with such a pressure sensor according to the preamble of patent claim 12.
  • FIG. 6 Such a pressure sensor according to the prior art is shown in FIG. 6.
  • a spacer layer 2 which is also referred to as a spacer, is first applied to a silicon substrate 1.
  • This spacer layer 2 defines a later pressure sensor cavity 3.
  • a polysilicon layer 4 is deposited on the spacer layer 2.
  • FIG. 7 shows a top view of the pressure sensor according to FIG. 6.
  • the spacer layer 2 has extensions extending through the polysilicon layer 4, by means of which etching channels 5 are fixed, which etch out the Allow spacer layer 2 under the polysilicon layer 4. After the spacer layer 2 has been etched out, the etching channels 5 are closed. Depending on the process control, a vacuum or a defined adjustable gas pressure remains in the pressure sensor cavity 3.
  • the polysilicon layer 4 has a membrane-like structure which can be deformed by external pressure. The degree of deformation can be converted into an electrical signal by the application of piezoresistive resistors.
  • a pressure sensor and a method for producing such a pressure sensor according to the preambles of claims 1 and 8 is known from the following specialist publication:
  • this can be heavily doped by implantation in the area of a membrane region 6, whereby a counter electrode to the electrode formed by the substrate 1 is produced, as is particularly illustrated in FIG. 8.
  • the known pressure sensor is also not suitable for monolithic integration with other electronic circuit elements.
  • a capacitive pressure sensor structure is known from DE 37 23 561 A1, which has a multilayer, relatively complicated structure.
  • a lower insulation layer is formed on a substrate, on which a membrane support layer is arranged, which encloses a pressure sensor cavity.
  • the membrane support layer is covered with a cover layer at the end of the pressure sensor cavity. Only the membrane support layer, but not the cover layer, consists of a polycrystalline semiconductor material.
  • a semiconductor region which essentially corresponds to the dimensions of the pressure sensor cavity located above, is defined within the substrate by a doping which is opposite to the doping of the substrate.
  • the total capacitance of the sensor element is determined on the one hand by a pressure-dependent capacitance in the membrane area and on the other hand by a pressure-independent capacitance, which is essentially determined by the capacitance of the membrane support relative to the substrate. Due to the small distance between the membrane support area and the substrate, the pressure-independent capacity is about 95 percent based on the total capacity value. Since the subject of FIG. 1A of this DE 37 23 561 A1, the membrane support area is partially above the undoped area of the substrate, a dependency on the temperature and the electrical voltage of the pressure-independent capacity component can only be reduced by the fact that the conductive membrane area of the Polysilicon base layer through an upper insulation layer is isolated.
  • the present invention is based on the object of developing a method for producing a pressure sensor and a pressure sensor of the type mentioned at the outset in such a way that an improved pressure measurement accuracy is achieved when the pressure sensor structure is simplified or the manufacturing process is simplified.
  • the invention is based on the object of specifying a pressure sensor arrangement suitable for an accurate pressure measurement for such a pressure sensor.
  • This subtask is solved by an integrable pressure sensor arrangement according to claim 12.
  • FIGS. 1 to 5 reference numerals which correspond to the reference numerals used in FIGS. 6 to 8 denote the same or similar parts, so that a further explanation of these parts can be omitted.
  • the method for producing the embodiment of the pressure sensor according to the invention shown in FIG. 1A stands out from the initially described production method according to the prior art in that the silicon substrate 1 is doped within a doping region 7 before the step of applying the spacer layer 2 , which is chosen opposite to the conductivity type of the substrate.
  • an n+ doping region 7 is accordingly generated, on the one hand to produce a highly conductive electrode, and on the other hand, this electrode, which is formed by the doping region 7, through the pn junction with respect to the silicon substrate 1 isolate.
  • an insulator layer 8 is applied to the doping region 7 thus formed, which may consist of Si3N4, for example.
  • the spacer layer 2 and the polysilicon layer 4 are applied to the insulator layer 8 in the manner described at the beginning, whereupon the spacer layer is removed by etching.
  • the etching channels described in the introduction are then closed.
  • a buried insulation layer 9 which isolates the region 7 can also be produced in the semiconductor substrate 1 by implantation of suitable implantation materials.
  • the buried insulation layer 9 can consist of SiO2 or Si3N4. If the region 7 is insulated in this way from the substrate 1, the region 7 is thermally healed after the oxygen implantation.
  • FIG. 1C shows a third embodiment of the pressure sensor according to the invention, which stands out from the embodiment according to FIG. 1A in that the doping region 7 is divided into a first doping region 7A, which forms an electrode of the pressure sensor capacitance, and a second doping region 7B, which is only arranged below the contact area of the polysilicon layer 4.
  • This structuring of the doping region 7 ensures that the support capacity is no longer in the signal path, so that the influences of this pressure-independent support capacity can be significantly reduced.
  • the pressure sensor makes sense to choose the doping of the doping region 7, 7B below the support region of the polycrystalline semiconductor layer 4 so high that there is metallic behavior in the degeneration region, as a result of which the influences of the temperature-dependent capacitance change and the voltage-dependent capacitance change of the pressure-independent one Capacity component of the sensor can be further reduced.
  • the pressure sensor structure according to the invention forms a floating capacitor that is compatible with CMOS circuit elements and enables integration within a CMOS circuit.
  • the capacity of the pressure sensor according to the invention depends only on the pressure and not on the voltage applied. Due to the complete isolation of the polysilicon layer 4 from the silicon substrate 1, the capacitance of the pressure sensor can be detected both in a quasi-static state and with a high readout frequency.
  • the entire polysilicon layer 4 can be provided with a doping to increase its conductivity.
  • a delimitation of the doping region required in the prior art is possible with the pressure sensor according to the invention, but is not necessary.
  • the useful capacity of a single pressure sensor according to the invention is typically a few femtofarads.
  • such field-shaped pressure sensors D can be connected to one another by connecting arms 9 of the polysilicon layer 4 and thus connected in parallel to increase the capacitance in order to achieve a higher output signal.
  • each individual pressure sensor D it is also possible to separately detect the capacitance value of each individual pressure sensor D in such a field-like arrangement in order to measure pressure distributions in a spatially resolved manner or to build up a redundant pressure measurement system. Defective pressure sensors can be detected so that they no longer contribute to the overall signal.
  • the diameter and / or the membrane thickness can vary from pressure sensor to pressure sensor on a chip in such a field-like arrangement, so that different pressure ranges can be detected with the sensors of a single chip.
  • the pressure sensor according to the invention has a pressure-independent and a pressure-dependent capacity component.
  • the pressure-independent capacitance component is formed, for example, by conductor capacitance and the capacitance between the base point of the polysilicon layer 4 and the silicon substrate 1. Furthermore, it is possible for the pressure sensor according to the invention to experience pressure-independent changes in capacity due to temperature influences.
  • the aforementioned pressure-independent capacity shares or changes in capacity can in a pressure sensor arrangement based on the pressure sensor according to the invention with a pressure sensor and a reference element.
  • FIG. 3 shows such an integrable, capacitive pressure sensor arrangement which has a pressure sensor on the left-hand side with the structure already described and a capacitive reference element on the right-hand side.
  • the reference element according to the invention differs from the pressure sensor according to the invention only in that it has a polysilicon layer 4 with increased flexural rigidity.
  • this increased bending stiffness can be brought about by applying a further layer 10 to the polysilicon layer 4 of the reference element. This can be done, for example, by depositing polysilicon.
  • the polysilicon layer 4 of the reference element can be made with a greater thickness than that of the pressure sensor.
  • a pressure sensor arrangement with such a pressure sensor and reference element, as shown in FIG. 3, enables a pressure measurement by detecting the capacitance difference between the capacitance of the pressure sensor and that of the reference element. This compensates for all non-pressure-dependent capacities and changes in capacity. Since the pressure sensor and reference element can be built on the same substrate 1 with the same manufacturing steps, the structure of the pressure sensor and the associated reference element is best approximated.
  • So-called switch-capacitor capacitance measuring circuits are preferably suitable for measuring pressure by means of a pair of pressure sensors and reference elements.
  • the switch-capacitor capacitance measuring circuit shown in FIG. 4 is in its entirety with reference number 11 denotes and comprises an operational amplifier 12, the non-inverting input of which is connected to ground.
  • the pressure sensor C sens is connected in a first switching state a via a first switch S 1 on its first electrode to a first potential V 1 and is connected in a second switching state b via a second switch S 2 on its first electrode to a second potential V 2.
  • the reference element C ref Between the inverting input and the output of the operational amplifier is the reference element C ref , to which a third switch S3 is connected in parallel, which is closed in the first switching state a and is open in the second switching state b.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the switch-capacitor capacitance measuring circuit, which is designated here in its entirety by reference number 13. Circuit parts and switching states corresponding to the embodiment according to FIG. 4 are identified by the same reference numerals. The following description can therefore be limited to explaining the deviations of this circuit 13 from that 11 according to FIG. 4.
  • a second reference element C ref2 is connected with its second electrode to the inverting input of the operational amplifier 12.
  • the second reference element C ref2 is on its first electrode in a first switching state a via a fifth switch S5 with a fourth potential V4 applied, while it is applied in a second switching state b via a fourth switch S4 with a third potential V3.
  • the output voltage V out of this switch capacitor capacitance measuring circuit 13 is proportional to the quotient of the capacitance of the pressure sensor C sens to that of the first reference element C ref1 minus the quotient of the capacitance of the second reference element C ref2 to that of the first reference element C ref1 .
  • additive capacitance terms drop out, so that the output voltage is only dependent on the pressure to be measured.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines integrierbaren, kapazitiven Drucksensors beinhaltet ausgehend von einem Halbleitersubstrat folgende Verfahrensschritte: Aufbringen einer Abstandshalterschicht (2), Abscheiden einer polykristallinen Halbleiterschicht (4), Dotieren der polykristallinen Halbleiterschicht (4) und Entfernen der Abstandshalterschicht (2) durch Ätzen. Um den Drucksensor für CMOS-Schaltungen kompatibel zu gestalten und die Messgenauigkeit zu erhöhen, wird erfindungsgemäss ein Halbleiterbereich (7) gegenüber dem Halbleitersubstrat (1) isoliert und eine Isolatorschicht (8) auf den isolierten Halbleiterbereich (7) aufgebracht, wobei die polykristalline Halbleiterschicht (4) auf der Isolatorschicht (2) oberhalb des isolierten Halbleiterbereiches (7) angeordnet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines integrierbaren, kapazitiven Drucksensors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, einen integrierbaren, kapazitiven Drucksensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 sowie eine integrierbare, kapazitive Drucksensoranordnung mit einem derartigen Drucksensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12.
  • Ein Drucksensor sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben ist bereits aus folgenden Fachveröffentlichungen bekannt:
  • H. Guckel und D. W. Burns, Planar Processed Polysilicon Sealed Cavities for Pressure Transducers Arrays", IEDM 1984, Seiten 223 bis 225.
  • H. Guckel und D. W. Burns, "A Technology for Integrated Transducers", Transducers '85, Philadelphia 1985, Seiten 90 bis 92.
  • Ein derartiger Drucksensor nach dem Stand der Technik ist in Fig. 6 gezeigt. Bei dem Verfahren zum Herstellen dieses bekannten Drucksensors wird zunächst auf ein Siliziumsubstrat 1 eine Abstandshalterschicht 2, die auch als Spacer bezeichnet wird, aufgebracht. Diese Abstandshalterschicht 2 definiert einen späteren Drucksensorhohlraum 3. Auf die Abstandshalterschicht 2 wird eine Polysiliziumschicht 4 abgeschieden.
  • Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf den Drucksensor gemäß Fig. 6. Wie insbesondere in dieser Fig. 7 deutlich zu erkennen ist, weist die Abstandshalterschicht 2 sich durch die Polysiliziumschicht 4 erstreckende Fortsätze auf, durch die Ätzkanäle 5 festgelegt werden, die ein Herausätzen der Abstandshalterschicht 2 unter der Polysiliziumschicht 4 ermöglichen. Nach dem Herausätzen der Abstandshalterschicht 2 werden die Ätzkanäle 5 verschlossen. Je nach Prozeßführung verbleibt in dem Drucksensorhohlraum 3 ein Vakuum oder ein definiert einstellbarer Gasdruck. Die Polysiliziumschicht 4 weist eine membranartige Struktur auf, die durch äußeren Druck verformbar ist. Der Grad der Verformung kann durch aufgebrachte piezoresistive Widerstände in ein elektrisches Signal umgewandelt werden.
  • Ein Drucksensor und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Drucksensors gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8 ist aus folgender Fachveröffentlichung bekannt:
  • M. M. Farooqui and A. G. R. Evans, "A Polysilicon-Diaphragm - Based Pressure Sensor Technology", J. Phys. E. Sci. Inst. 20 (1987), Seiten 1469 bis 1471.
  • Dieses Dokument erläutert die Möglichkeit, die Verformung der durch die Polysiliziumschicht 4 gebildeten Membran kapazitiv zu erfassen.
  • Zur kapazitiven Erfassung der Deformation der membranartigen Polysiliziumschicht 4 kann diese durch Implantation im Bereich eines Membrangebietes 6 hochdotiert werden, wodurch eine Gegenelektrode zu der durch das Substrat 1 gebildeten Elektrode erzeugt wird, wie dies insbesondere in Fig. 8 verdeutlicht ist.
  • Jedoch ist ein derartiger, bekannter Drucksensor nicht zu CMOS-Schaltkreisen kompatibel. Ferner ist die Kapazität des bekannten Drucksensors abhängig von der angelegten Spannung, da zwischen der Polysiliziumschicht 4 und dem Siliziumsubstrat 1 ein nicht Ohm'scher Widerstand entsteht. Ferner muß die Ladung des bekannten Drucksensors aufgrund des Widerstandes, der durch den nicht implantierten Bereich der Polysiliziumschicht 4 gebildet wird, mit einer bestimmten Frequenz erfaßt werden. Zum Erfassen von Druckänderungen mittels niederfrequent abtastender Ausleseschaltungen ist daher der bekannte Drucksensor nicht geeignet.
  • Ebenfalls ist der bekannte Drucksensor nicht für eine monolithische Integration mit weiteren elektronischen Schaltungselementen geeignet.
  • Aus der DE 37 23 561 A1 ist eine kapazitive Drucksensorstruktur bekannt, die eine mehrschichtige, relativ komplizierte Struktur hat. Auf einem Substrat ist eine untere Isolationsschicht ausgebildet, auf der eine Membrantragschicht angeordnet ist, welche einen Drucksensorhohlraum umschließt. Die Membrantragschicht ist zum Abschluß des Drucksensorhohlraumes mit einer Deckschicht überzogen. Lediglich die Membrantragschicht, nicht jedoch die Deckschicht besteht aus einem polykristallinem Halbleitermaterial. Ein Halbleiterbereich, der im wesentlichen mit den Abmessungen des darüberliegenden Drucksensorhohlraumes übereinstimmt, ist innerhalb des Substrates durch eine Dotierung festgelegt, die entgegengesetzt zur Dotierung des Substrates ist.
  • Bei einem solchen Drucksensor wird die Gesamtkapazität des Sensorelementes einerseits durch eine druckabhängige Kapazität im Membranbereich und andererseits durch eine druckunabhängige Kapazität festgelegt, die im wesentlichen durch die Kapazität der Membranauflage gegenüber dem Substrat festgelegt ist. Bedingt durch den geringen Abstand des Membranauflagebereichs gegenüber dem Substrat beträgt die druckunabhängige Kapazität bezogen auf den Gesamtkapazitätswert etwa 95 Prozent. Da beim Gegenstand der Fig. 1A dieser DE 37 23 561 A1 der Membranauflagebereich teilweise oberhalb des nicht-dotierten Bereiches des Substrates liegt, kann eine Abhängigkeit von der Temperatur und der elektrischen Spannung des druckunabhängigen Kapazitätsanteiles nur dadurch reduziert werden, daß der leitfähige Membranbereich von der Polysiliziumtragschicht durch eine obere Isolationsschicht isoliert wird. Wollte man bei dieser Drucksensorstruktur den gesamten Drucksensorbereich, der oberhalb des Substrates liegt und der den Drucksensorhohlraum festlegt, aus einem einzigen Material fertigen, so ergäbe sich aus den genannten Gründen eine zu starke Temperaturabhängigkeit und Spannungsabhängigkeit der hohen, druckunabhängigen Kapazitätskomponente.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors sowie einen Drucksensor der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei Vereinfachung der Drucksensorstruktur bzw. bei Vereinfachung des Herstellungsverfahrens eine verbesserte Druckmeßgenauigkeit erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch einen Drucksensor gemäß Patentanspruch 8 gelöst.
  • Bei dem nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellten Drucksensor sowie bei dem Drucksensor mit den im Patentanspruch 8 aufgeführten Merkmalen ist es möglich, den Teil des Sensorkörpers, der den Drucksensorhohlraum umschließt, durch Abscheiden einer einzigen polykristallinen Halbleiterschicht zu erzeugen, ohne daß dies zu einer zu großen temperaturabhängigen und spannungsabhängigen druckunabhängigen Kapazitätskomponente führen würde, da sich die polykristalline Halbleiterschicht oberhalb der Isolatorschicht auf dem isolierten Halbleiterbereich befindet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen derartigen Drucksensor eine für eine genaue Druckmessung geeignete Drucksensoranordnung anzugeben. Diese Teilaufgabe wird durch eine integrierbare Drucksensoranordnung gemäß Anspruch 12 gelöst.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drucksensors sowie von erfindungsgemäßen Drucksensoranordnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1A
    eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksensors;
    Fig. 1B
    eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksensors;
    Fig. 1C
    eine Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksensors;
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drucksensoranordnung;
    Fig. 3
    eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drucksensoranordnung;
    Fig. 4 und 5
    schaltungsmäßige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Drucksensoranordnung;
    Fig. 6
    eine Querschnittsdarstellung durch einen bekannten Drucksensor;
    Fig. 7
    eine Draufsichtdarstellung des in Fig. 1 gezeigten, bekannten Drucksensors; und
    Fig. 8
    eine Querschnittsdarstellung eines weiteren, bekannten Drucksensors.
  • In den Fig. 1 bis 5 bezeichnen Bezugszeichen, die mit den in den Fig. 6 bis 8 verwendeten Bezugszeichen übereinstimmen, gleiche oder ähnliche Teile, so daß eine erneute Erläuterung dieser Teile unterbleiben kann.
  • Das Verfahren zum Herstellen der in Fig. 1A gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksensors hebt sich von dem eingangs beschriebenen Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik dadurch ab, daß vor dem Verfahrensschritt des Aufbringens der Abstandshalterschicht 2 das Siliziumsubstrat 1 innerhalb eines Dotierungsbereiches 7 mit einer Dotierung versehen wird, die entgegengesetzt zum Leitfähigkeitstyp des Substrates gewählt ist. Bei dem gezeigten p-Substrat 1 wird demgemäß ein n⁺-Dotierungsbereich 7 erzeugt, um einerseits eine gut leitfähige Elektrode zu erzeugen, und um andererseits diese Elektrode, die durch den Dotierungsbereich 7 gebildet ist, durch den pn-Übergang gegenüber dem Siliziumsubstrat 1 zu isolieren. Anschließend wird eine Isolatorschicht 8 auf den so gebildeten Dotierungsbereich 7 aufgebracht, welche beispielsweise aus Si₃N₄ bestehen kann. Auf die Isolatorschicht 8 werden in der eingangs beschriebenen Art die Abstandshalterschicht 2 und die Polysiliziumschicht 4 aufgebsacht, woraufhin die Abstandshalterschicht durch Ätzen entfernt wird. Die eingangs beschriebenen Ätzkanäle werden anschließend verschlossen.
  • Wie in Fig. 1B gezeigt ist, kann anstelle der Erzeugung eines pn-Überganges zum Isolieren des Bereiches 7 gegenüber dem Substrat 1 auch durch Implantation von geeigneten Implantationsstoffen eine vergrabene Isolationsschicht 9 in dem Halbleitersubstrat 1 erzeugt werden, die den Bereich 7 isoliert. Die vergrabene Isolationsschicht 9 kann aus SiO₂ oder aus Si₃N₄ bestehen. Bei einem derartigen Isolieren des Bereiches 7 gegenüber dem Substrat 1 wird nach der Sauerstoffimplantation der Bereich 7 thermisch ausgeheilt.
  • Fig. 1C zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksensors, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1A dadurch abhebt, daß der Dotierungsbereich 7 unterteilt ist in einen ersten Dotierungsbereich 7A, der eine Elektrode der Drucksensorkapazität bildet, sowie in einen zweiten Dotierungsbereich 7B, der lediglich unterhalb des Auflagebereiches der Polysiliziumschicht 4 angeordnet ist. Durch diese Strukturierung des Dotierungsbereiches 7 wird erreicht, daß die Auflagekapazität nicht mehr im Signalpfad liegt, so daß die Einflüsse dieser druckunabhängigen Auflagekapazität deutlich vermindert werden können.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Drucksensor ist es sinnvoll, die Dotierung des Dotierungsbereiches 7, 7B unterhalb des Auflagebereiches der polykristallinen Halbleiterschicht 4 so hoch zu wählen, daß sich ein metallisches Verhalten im Bereich der Entartung ergibt, wodurch die Einflüsse der temperaturabhängigen Kapazitätsänderung sowie der spannungsabhängigen Kapazitätsänderung der druckunabhängigen Kapazitätskomponente des Sensors weiter vermindert werden.
  • In jedem Fall bildet die erfindungsgemäße Drucksensorstruktur einen potentialfreien Kondensator, der mit CMOS-Schaltungselementen kompatibel ist und eine Integration innerhalb einer CMOS-Schaltung ermöglicht. Die Kapazität des erfindungsgemäßen Drucksensors ist nur vom Druck und nicht von der angelegten Spannung abhängig. Aufgrund der vollständigen Isolation der Polysiliziumschicht 4 gegenüber dem Siliziumsubstrat 1 kann die Kapazität des Drucksensors sowohl in einem quasistatischen Zustand als auch mit hoher Auslesefrequenz erfaßt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Drucksensor kann die gesamte Polysiliziumschicht 4 mit einer Dotierung zur Erhöhung ihrer Leitfähigkeit versehen sein. Eine im Stand der Technik erforderliche Abgrenzung des Dotierungsbereiches ist bei dem erfindungsgemäßen Drucksensor möglich, jedoch nicht erforderlich.
  • Typischerweise liegt die Nutzkapazität eines einzelnen, erfindungsgemäßen Drucksensors, wie er in den Fig. 1A, 1B, 1C gezeigt ist, bei wenigen Femtofarad. Bei der erfindungsgemäßen Struktur des Drucksensors ist es jedoch möglich, eine Mehrzahl derartiger Drucksensoren auf einem gemeinsamen Siliziumsubstrat 1 feldartig anzuordnen.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt ist, können derartige, feldförmig angeordnete Drucksensoren D untereinander durch Verbindungsarme 9 der Polysiliziumschicht 4 verbunden und somit zur Erhöhung der Kapazität parallel geschaltet werden, um ein höheres Ausgangssignal zu erreichen.
  • Je nach Art der gewählten Verschaltung ist es möglich, auch den Kapazitätswert eines jeden einzelnen Drucksensors D bei einer derartigen feldartigen Anordnung getrennt zu erfassen, um ortsaufgelöst Druckverteilungen zu messen oder um ein redundantes Druckmeßsystem aufzubauen. Hierbei können defekte Drucksensoren erfaßt werden, so daß diese nicht mehr zum Gesamtsignal beitragen.
  • Ebenfalls können auf einem Chip bei einer derartigen feldartigen Anordnung die Durchmesser und/oder die Membrandicken von Drucksensor zu Drucksensor variieren, so daß verschiedene Druckbereiche mit den Sensoren eines einzigen Chips erfaßt werden können.
  • Der erfindungsgemäße Drucksensor weist einen druckunabhängigen sowie einen druckabhängigen Kapazitätsanteil auf. Der druckunabhängige Kapazitätsanteil ist beispielsweise durch Leiterbahnkapazitäten sowie die Kapazität zwischen dem Fußpunkt der Polysiliziumschicht 4 und dem Siliziumsubstrat 1 gebildet. Ferner ist es möglich, daß der erfindungsgemäße Drucksensor druckunabhängige Kapazitätsänderungen aufgrund von Temperatureinflüssen erfährt. Die genannten druckunabhängigen Kapazitätsanteile oder Kapazitätsänderungen können bei einer auf dem erfindungsgemäßen Drucksensor beruhenden Drucksensoranordnung mit einem Drucksensor und einem Referenzelement kompensiert werden.
  • Fig. 3 zeigt eine derartige integrierbare, kapazitive Drucksensoranordnung, die linksseitig einen Drucksensor mit der bereits beschriebenen Struktur und rechtsseitig ein kapazitives Referenzelement aufweist. Das erfindungsgemäße Referenzelement unterscheidet sich lediglich dadurch von dem erfindungsgemäßen Drucksensor, daß dieses eine Polysiliziumschicht 4 mit erhöhter Biegesteifigkeit aufweist. Diese erhöhte Biegesteifigkeit kann bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch herbeigeführt werden, daß auf die Polysiliziumschicht 4 des Referenzelementes eine weitere Schicht 10 aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise durch Abscheiden von Polysilizium geschehen. Ebenfalls kann die Polysiliziumschicht 4 des Referenzelementes mit einer größeren Dicke als diejenige des Drucksensors ausgeführt werden.
  • Eine Drucksensoranordnung mit einem derartigen Drucksensor und Referenzelement, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, ermöglicht eine Druckmessung durch Erfassung der Kapazitätsdifferenz zwischen der Kapazität des Drucksensors und derjenigen des Referenzelementes. Hierdurch werden alle nicht druckabhängigen Kapazitäten und Kapazitätsänderungen kompensiert. Da Drucksensor und Referenzelement auf dem gleichen Substrat 1 mit gleichen Herstellungsschritten aufgebaut werden können, kommt es zu einer bestmöglichen Annäherung der Struktur des Drucksensors und des zugehörigen Referenzelementes.
  • Zur Messung von Drucken mittels eines Drucksensor-Referenzelement-Paares eignen sich vorzugsweise sogenannte Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltungen, wie sie in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind.
  • Die in Fig. 4 gezeigte Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet und umfaßt einen Operationsverstärker 12, dessen nicht-invertierender Eingang mit Masse verbunden ist. Der Drucksensor Csens ist in einem ersten Schaltzustand a über einen ersten Schalter S₁ an seiner ersten Elektrode mit einem ersten Potential V₁ verbunden und ist in einem zweiten Schaltzustand b über einen zweiten Schalter S₂ an seiner ersten Elektrode mit einem zweiten Potential V₂ verbunden. Zwischen dem invertierenden Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers liegt das Referenzelement Cref, zu dem parallel ein dritter Schalter S₃ geschaltet ist, der in dem ersten Schaltzustand a geschlossen ist und in dem zweiten Schaltzustand b geöffnet ist.
  • Für einen Fachmann ist es offensichtlich, daß die Ausgangsspannung Vout der Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung proportional zum Quotienten der Kapazität des Drucksensors Csens zu derjenigen des Referenzelementes Cref ist.
  • In Abweichung zu der Ausführungsform der in Fig. 4 gezeigten Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung können der dort gezeigte Drucksensor Csens und das dort gezeigte Referenzelement Cref vertauscht werden. Entsprechend ergibt sich eine reziproke Abhängigkeit der Ausgangsspannung Vout der Schaltung 11.
  • Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung, die hier in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet ist. Mit der Ausführungsform gemäß Fig. 4 übereinstimmende Schaltungsteile und Schaltzustände sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die nachfolgende Beschreibung kann sich daher darauf beschränken, die Abweichungen dieser Schaltung 13 gegenüber derjenigen 11 gemäß Fig. 4 zu erläutern. Bei dieser Ausführungsform steht ein zweites Referenzelement Cref2 mit seiner zweiten Elektrode mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 12 in Verbindung. Das zweite Referenzelement Cref2 wird an seiner ersten Elektrode in einem ersten Schaltzustand a über einen fünften Schalter S₅ mit einem vierten Potential V₄ beaufschlagt, während es in einem zweiten Schaltzustand b über einen vierten Schalter S₄ mit einem dritten Potential V₃ beaufschlagt wird. Die Ausgangsspannung Vout dieser Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung 13 ist proportional zum Quotienten der Kapazität des Drucksensors Csens zu derjenigen des ersten Referenzelementes Cref1 vermindert um den Quotienten der Kapazität des zweiten Referenzelementes Cref2 zu derjenigen des ersten Referenzelementes Cref1. Bei einer derartigen Schaltung fallen additive Kapazitätsterme heraus, so daß die Ausgangsspannung lediglich von dem zu messenden Druck abhängig ist.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Herstellen eines integrierbaren, kapazitiven Drucksensors, ausgehend von einem Halbleitersubstrat, mit folgenden Verfahrensschritten:
    - Erzeugen einer einen späteren Drucksensorhohlraum (3) festlegenden Abstandshalterschicht (2), die oberhalb eines Halbleiterbereiches (7) des Halbleitersubstrates (1) liegt;
    - Abscheiden einer polykristallinen Halbleiterschicht (4) in der Weise, daß diese die Abstandshalterschicht (2) zumindest teileweise überdeckt;
    - Dotieren der abgeschiedenen, polykristallinen Halbleiterschicht (4) zumindest innerhalb eines oberhalb der Abstandshalterschicht (2) liegenden, membranartigen Gebietes, und
    - Entfernen der Abstandshalterschicht (2) durch Ätzen,
    gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - Isolieren des Halbleiterbereiches (7) gegenüber dem Halbleitersubstrat (1), und
    - Aufbringen einer Isolatorschicht (8) auf den isolierten Halbleiterbereich (7),
    wobei die polykristalline Halbleiterschicht (4) auf der Isolatorschicht (8) oberhalb des isolierten Halbleiterbereiches (7) angeordnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Verfahrensschritt des Isolierens des Halbleiterbereiches (7) gegenüber dem Halbleitersubstrat (1) die Erzeugung eines pn-Überganges in dem Halbleitersubstrat (1) durch entsprechendes Dotieren des Halbleiterbereiches (7) umfaßt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Verfahrensschritt des Isolierens des Halbleiterbereiches (7) das Implantieren von zur Isolation geeigneten Implantationsstoffen zum Erzeugen einer vergrabenen Isolationsschicht im Halbleitersubstrat (1) umfaßt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Implantationsstoffe Sauerstoff oder Stickstoff umfassen.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch
    den sich an Verfahrensschritt des Implantierens anschließenden Verfahrensschritt des thermischen Ausheilens des durch die vergrabene Isolationsschicht definierten Halbleiterbereiches (7).
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Isolatorschicht (8) Si₃N₄ aufweist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abstandshalterschicht (2) derart ausgebildet ist, daß sie sich durch die polykristalline Halbleiterschicht (4) zur Festlegung von wenigstens einem Ätzkanal (5) erstreckt.
  8. Integrierbarer, kapazitiver Drucksensor mit einem Halbleitersubstrat (1) und einer mit dem Halbleitersubstrat (1) einen Drucksensorhohlraum (3) festlegenden polykristallinen Halbleiterschicht (4), die zumindest innerhalb eines oberhalb des Drucksensorhohlraumes liegenden, membranartigen Gebietes (6) eine Dotierung aufweist,
    dadurch gekennzeichnet
    daß eine Isolatorschicht (8) zwischen der polykristallinen Halbleiterschicht (4) einerseits und einem unterhalb der polykristallinen Halbleiterschicht (4) liegenden Halbleiterbereich (7) andererseits liegt, und
    daß der Halbleiterbereich (7) gegenüber dem Halbleitersubstrat (1) isoliert ist, so daß die den Drucksensorhohlraum (3) festlegende polykristalline Halbleiterschicht (4) auf der Isolatorschicht (8) oberhalb des isolierten Halbleiterbereiches (7) angeordnet ist.
  9. Drucksensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Halbleiterbereich (7) zur Erzeugung eines pn-Überganges entgegengesetzt zu dem Halbleitersubstrat (1) dotiert ist.
  10. Drucksensor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß eine vergrabene Isolationsschicht zwischen dem Halbleiterbereich (7) und dem Halbleitersubstrat (1) liegt.
  11. Drucksensor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Halbleitersubstrat (1) Silizium, daß die polykristalline Halbleiterschicht (4) Polysilizium und daß die Isolatorschicht (8) Si₃N₄ aufweist.
  12. Integrierbare, kapazitive Drucksensoranordnung mit einem kapazitiven Drucksensor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch
    ein kapazitives Referenzelement, dessen Struktur mit derjenigen des kapazitiven Drucksensors mit Ausnahme einer höheren Biegesteifigkeit der den Referenzelementhohlraum (3) überspannenden polykristallinen Halbleiterschicht (4) übereinstimmt.
  13. Drucksensoranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
    daß die polykristalline Halbleiterschicht (4) des Referenzelementes eine größere Dicke als diejenige der polykristallinen Halbleiterschicht (4) des kapazitiven Drucksensors aufweist.
  14. Drucksensoranordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
    daß die polykristalline Halbleiterschicht (4) des Referenzelementes mit einer weiteren Schicht (10) zur Erhöhung ihrer Biegesteifigkeit verstärkt ist.
  15. Drucksensoranordnung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch
    eine Mehrzahl von feldartig auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat (1) angeordneten Drucksensor-Referenzelement-Paaren.
  16. Drucksensoranordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch
    eine Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung (11, 13), die den Drucksensor und das Referenzelement umfaßt.
  17. Drucksensoranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Drucksensor in einem ersten Schaltzustand (a) der Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung (11, 13) an einer ersten Elektrode von einem ersten Potential (V₁) und in einem zweiten Schaltzustand (b) von einem zweiten Potential (V₂) beaufschlagt wird,
    daß der Drucksensor mit seiner zweiten Elektrode mit dem invertierenden Eingang (-) eines Operationsverstärkers (12) der Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung (11, 13) verbunden ist,
    daß das Referenzelement zwischen dem invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers (12) und dessen Ausgang liegt und bei einem der beiden Schaltzustände (a, b) entladen wird, und
    daß der nicht-invertierende Eingang (+) des Operationsverstärkers (12) mit einem Bezugspotential (Masse) beaufschlägt ist.
  18. Drucksensoranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Referenzelement in einem ersten Schaltzustand (a) der Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung (11, 13) an einer ersten Elektrode von einem ersten Potential (V₁) und in einem zweiten Schaltzustand (b) von einem zweiten Potential (V₂) beaufschlagt wird,
    daß das Referenzelement mit seiner zweiten Elektrode mit dem invertierenden Eingang (-) eines Operationsverstärkers (12) der Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung (11, 13) verbunden ist,
    daß der Drucksensor zwischen dem invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers (12) und dessen Ausgang liegt und bei einem der beiden Schaltzustände (a, b) entladen wird, und
    daß der nicht-invertierende Eingang (+) des Operationsverstärkers (12) mit einem Bezugspotential (Masse) beaufschlagt ist.
  19. Drucksensoranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Drucksensor in einem ersten Schaltzustand (a) der Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung (13) an einer ersten Elektrode von einem ersten Potential (V₁) und in einem zweiten Schaltzustand (b) von einem zweiten Potential (V₂) beaufschlagt wird,
    daß das Referenzelement in einem ersten Schaltzustand (a) der Schalter-Kondensator-Kapazitätsmeßschaltung (13) an einer ersten Elektrode von einem vierten Potential (V₄) und in einem zweiten Schaltzustand (b) von einem dritten Potential (V₃) beaufschlagt wird,
    daß die jeweilige zweite Elektrode des Drucksensors und des Referenzelementes mit dem nicht-invertierenden Eingang (-) eines Operationsverstärkers verbunden sind,
    daß ein weiteres kapazitives Referenzelement zwischen dem invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers (12) und dessen Ausgang liegt, und
    daß der nicht-invertierende Eingang (+) des Operationsverstärkers (12) mit einem Bezugspotential (Masse) beaufschlagt ist.
EP91903344A 1990-02-12 1991-02-09 Integrierbarer, kapazitiver Drucksensor und Verfahren zum Herstellen desselben Expired - Lifetime EP0515416B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4004179A DE4004179A1 (de) 1990-02-12 1990-02-12 Integrierbarer, kapazitiver drucksensor und verfahren zum herstellen desselben
DE4004179 1990-02-12
PCT/DE1991/000107 WO1991012507A1 (de) 1990-02-12 1991-02-09 Integrierbarer, kapazitiver drucksensor und verfahren zum herstellen desselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0515416A1 EP0515416A1 (de) 1992-12-02
EP0515416B1 true EP0515416B1 (de) 1994-04-13

Family

ID=6399921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP91903344A Expired - Lifetime EP0515416B1 (de) 1990-02-12 1991-02-09 Integrierbarer, kapazitiver Drucksensor und Verfahren zum Herstellen desselben

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5321989A (de)
EP (1) EP0515416B1 (de)
JP (1) JPH0726886B2 (de)
DE (4) DE4042336A1 (de)
ES (1) ES2055588T3 (de)
WO (1) WO1991012507A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015224936A1 (de) 2015-12-11 2017-06-14 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung und entsprechende mikromechanische Drucksensorvorrichtung
DE102015225184A1 (de) 2015-12-15 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für eine mikromechanische Sensorvorrichtung und entsprechende mikromechanische Sensorvorrichtung

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4208272A1 (de) * 1992-03-13 1993-09-16 Leybold Ag Verfahren zur messung der kapazitaet eines kondensators nach der reflektometermethode und schalteinrichtung dazu
DE4222930A1 (de) * 1992-07-11 1994-01-13 Vdo Schindling Schaltungsanordnung zur Messung von Kapazitäten
FR2700003B1 (fr) * 1992-12-28 1995-02-10 Commissariat Energie Atomique Procédé de fabrication d'un capteur de pression utilisant la technologie silicium sur isolant et capteur obtenu.
EP0681691B1 (de) * 1993-01-19 1996-07-31 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Drucksensor
US5316619A (en) * 1993-02-05 1994-05-31 Ford Motor Company Capacitive surface micromachine absolute pressure sensor and method for processing
EP0618435A3 (de) * 1993-03-30 1995-02-01 Siemens Ag Kapazitiver Drucksensor.
US5369544A (en) * 1993-04-05 1994-11-29 Ford Motor Company Silicon-on-insulator capacitive surface micromachined absolute pressure sensor
US5471723A (en) * 1993-08-20 1995-12-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Methods of manufacturing thin-film absolute pressure sensors
US5634999A (en) * 1994-09-06 1997-06-03 Ngk Insulators, Ltd. Method of producing ceramic diaphragm structure having convex diaphragm portion
JP2561040B2 (ja) * 1994-11-28 1996-12-04 日本電気株式会社 容量型センサの容量変化検出回路およびその検出方法
DE59608775D1 (de) * 1996-11-12 2002-03-28 Fraunhofer Ges Forschung Sensorelement
US6141243A (en) * 1996-11-12 2000-10-31 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Sensor element
WO1998025115A1 (de) * 1996-12-04 1998-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Mikromechanisches bauelement zur erfassung von fingerabdrücken
DE19753874A1 (de) * 1997-12-05 1999-06-17 Bosch Gmbh Robert Kraftsensor
US6244121B1 (en) * 1998-03-06 2001-06-12 Applied Materials, Inc. Sensor device for non-intrusive diagnosis of a semiconductor processing system
DE19831600C1 (de) * 1998-07-14 1999-08-19 Siemens Ag Anordnung mit einer Vielzahl von Sensorgruppen und Verfahren zur Bestimmung ihrer Intaktheit
DE19839606C1 (de) 1998-08-31 2000-04-27 Siemens Ag Mikromechanisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
JP3567089B2 (ja) * 1998-10-12 2004-09-15 株式会社日立製作所 静電容量式圧力センサ
JP3445536B2 (ja) * 1999-10-04 2003-09-08 三洋電機株式会社 半導体装置
IL151277A0 (en) 2000-02-23 2003-04-10 Nat Ct Scient Res Demokritos Capacitive pressure-responsive devices and their fabrication
US6472243B2 (en) 2000-12-11 2002-10-29 Motorola, Inc. Method of forming an integrated CMOS capacitive pressure sensor
JP4773630B2 (ja) 2001-05-15 2011-09-14 株式会社デンソー ダイアフラム型半導体装置とその製造方法
JP4342122B2 (ja) 2001-06-01 2009-10-14 株式会社豊田中央研究所 静電容量型物理量センサと検出装置
DE10130373B4 (de) * 2001-06-23 2006-09-21 Abb Patent Gmbh Kapazitiver Differenzdrucksensor
DE10130372B4 (de) * 2001-06-23 2006-09-14 Abb Patent Gmbh Differenzdrucksensor
JP4296731B2 (ja) 2001-07-18 2009-07-15 株式会社デンソー 静電容量型圧力センサの製造方法
US20050233770A1 (en) * 2002-02-06 2005-10-20 Ramsey Craig C Wireless substrate-like sensor
US20050224899A1 (en) * 2002-02-06 2005-10-13 Ramsey Craig C Wireless substrate-like sensor
US7289230B2 (en) * 2002-02-06 2007-10-30 Cyberoptics Semiconductors, Inc. Wireless substrate-like sensor
US20050224902A1 (en) * 2002-02-06 2005-10-13 Ramsey Craig C Wireless substrate-like sensor
DE10324960B4 (de) * 2003-06-03 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Kapazitiver Drucksensor
JP2006170893A (ja) * 2004-12-17 2006-06-29 Alps Electric Co Ltd 静電容量型圧力センサ
US7585280B2 (en) 2004-12-29 2009-09-08 Codman & Shurtleff, Inc. System and method for measuring the pressure of a fluid system within a patient
US7510533B2 (en) * 2005-03-15 2009-03-31 Codman & Shurtleff, Inc. Pressure sensing valve
US20060211945A1 (en) * 2005-03-15 2006-09-21 Codman & Shurtleff, Inc. Pressure sensing methods
US10362947B2 (en) * 2005-03-15 2019-07-30 Integra LifeSciences Switzerland Sarl Pressure sensing devices
US20070106200A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-10 Brian Levy Intraocular shunt device and method
US7682313B2 (en) * 2005-11-23 2010-03-23 Vital Sensors Holding Company, Inc. Implantable pressure monitor
US7686768B2 (en) * 2005-11-23 2010-03-30 Vital Sensors Holding Company, Inc. Implantable pressure monitor
US7893697B2 (en) * 2006-02-21 2011-02-22 Cyberoptics Semiconductor, Inc. Capacitive distance sensing in semiconductor processing tools
JP2009527764A (ja) * 2006-02-21 2009-07-30 サイバーオプティクス セミコンダクタ インコーポレイテッド 半導体加工ツールにおける静電容量距離検出
FR2897937B1 (fr) * 2006-02-24 2008-05-23 Commissariat Energie Atomique Capteur de pression a jauges resistives
JP4325638B2 (ja) * 2006-04-26 2009-09-02 オムロンヘルスケア株式会社 脈波測定装置
US7813105B2 (en) 2006-06-06 2010-10-12 Adc Tech International Ltd. Multi-layer capacitor
WO2008042199A2 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Cyberoptics Semiconductor, Inc. Particles sensor integrated with substrate
US7778793B2 (en) * 2007-03-12 2010-08-17 Cyberoptics Semiconductor, Inc. Wireless sensor for semiconductor processing systems
US20080246493A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-09 Gardner Delrae H Semiconductor Processing System With Integrated Showerhead Distance Measuring Device
US7827845B2 (en) 2007-06-18 2010-11-09 Codman & Shurtleff, Inc. Method and kit for maintaining a sterile environment during calibration of a medical device
US20090005701A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Codman & Shurtleff, Inc. Cradled Sensor Assembly
US20090015268A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 Gardner Delrae H Device and method for compensating a capacitive sensor measurement for variations caused by environmental conditions in a semiconductor processing environment
US9204812B2 (en) 2007-10-31 2015-12-08 DePuy Synthes Products, LLC Wireless pressure sensing shunts
US8454524B2 (en) 2007-10-31 2013-06-04 DePuy Synthes Products, LLC Wireless flow sensor
US8480612B2 (en) 2007-10-31 2013-07-09 DePuy Synthes Products, LLC Wireless shunts with storage
US7842004B2 (en) 2007-10-31 2010-11-30 Codman & Shurtleff, Inc. Wireless pressure setting indicator
EP2815219B1 (de) * 2012-02-15 2021-04-07 Robert Bosch GmbH Drucksensor mit dotierter elektrode
JP6696552B2 (ja) * 2017-11-13 2020-05-20 株式会社村田製作所 配線容量キャンセル方法および配線容量キャンセル装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4426673A (en) * 1976-03-12 1984-01-17 Kavlico Corporation Capacitive pressure transducer and method of making same
US4262399A (en) * 1978-11-08 1981-04-21 General Electric Co. Ultrasonic transducer fabricated as an integral park of a monolithic integrated circuit
US4420790A (en) * 1982-04-02 1983-12-13 Honeywell Inc. High sensitivity variable capacitance transducer
DE3404262A1 (de) * 1983-03-09 1984-09-13 Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki Kapazitiver messfuehler
FI74350C (fi) * 1984-02-21 1988-01-11 Vaisala Oy Kapacitiv absoluttryckgivare.
NL8503574A (nl) * 1985-12-24 1987-07-16 Sentron V O F Druksensor.
JPH0750789B2 (ja) * 1986-07-18 1995-05-31 日産自動車株式会社 半導体圧力変換装置の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Phys. E: Sci. Instrum. 20 (1987), pages 1469-1471: "A polysilicon-diaphragm-based pressure sensor technology", M.M. Farooqui and A.G.R. Evans *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015224936A1 (de) 2015-12-11 2017-06-14 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung und entsprechende mikromechanische Drucksensorvorrichtung
US9878900B2 (en) 2015-12-11 2018-01-30 Robert Bosch Gmbh Manufacturing method for a micromechanical pressure sensor device and corresponding micromechanical pressure sensor device
DE102015225184A1 (de) 2015-12-15 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für eine mikromechanische Sensorvorrichtung und entsprechende mikromechanische Sensorvorrichtung
WO2017102160A1 (de) 2015-12-15 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für eine mikromechanische sensorvorrichtung und entsprechende mikromechanische sensorvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE4004179A1 (de) 1991-08-14
ES2055588T3 (es) 1994-08-16
JPH0726886B2 (ja) 1995-03-29
US5321989A (en) 1994-06-21
EP0515416A1 (de) 1992-12-02
DE4042336A1 (de) 1991-08-14
JPH05501159A (ja) 1993-03-04
WO1991012507A1 (de) 1991-08-22
DE4042335A1 (de) 1991-08-14
DE59101391D1 (de) 1994-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0515416B1 (de) Integrierbarer, kapazitiver Drucksensor und Verfahren zum Herstellen desselben
US5431057A (en) Integratable capacitative pressure sensor
EP0595107B1 (de) Sensoranordnung zur Erfassung von Fingerabdrücken und Verfahren zu deren Herstellung
DE3635462C2 (de)
DE19825761C2 (de) Vorrichtung zum Erfassen einer Dehnung und/oder einer Stauchung eines Körpers
EP0816818B1 (de) Ausleseschaltung für kapazitiv messende sensoren
EP0681691B1 (de) Drucksensor
EP0714017A1 (de) Drucksensor
EP0264047A2 (de) Kapazitiver Messanordnung zur Bestimmung von Kräften und/oder Drücken
EP0455070B1 (de) Kapazitiver Sensor mit Frequenzausgang
EP3158305A1 (de) Kapazitiver differenzdrucksensor und verfahren zu seiner herstellung
DE102017211080B3 (de) Mikromechanischer Sensor und Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Sensors und eines mikromechanischen Sensorelements
DE19601078A1 (de) Druckkraftsensor
DE102014210122A1 (de) Vorrichtung zum Bestimmen eines Werts einer zu messenden Eigenschaft eines Fluids, Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Werts einer zu messenden Eigenschaft eines Fluids sowie Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Werts einer zu messenden Eigenschaft eines Fluids
DE19743288A1 (de) Mikromechanischer Sensor
DE10324960B4 (de) Kapazitiver Drucksensor
DE102013011157B3 (de) Sensorelement mit in vier Segmente unterteilter Sensorschicht und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2004057291A1 (de) Differenzdrucksensor
EP0645613B1 (de) Herstellverfahren für Dünnschicht-Absolutdrucksensoren
EP1127243B1 (de) Verformungsmesser
DE19847563A1 (de) Kapazitiver Sensor
DE10062637B4 (de) Differenzdrucksensor
EP1184335B1 (de) Bauelement für Sensoren mit intergrierter Elektronik und Verfahren zu seiner Herstellung, sowie Sensor mit intergrierter Elektronik
DE19843716B4 (de) Halbleitersensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE4232258C2 (de) Kapazitiver Sensor sowie Sensoranordnung für die Erfassung und Umwandlung mechanischer Größen in elektrische Signale

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19920717

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CH DE ES FR GB IT LI NL

17Q First examination report despatched

Effective date: 19931004

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE ES FR GB IT LI NL

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: JACOBACCI CASETTA & PERANI S.P.A.

ET Fr: translation filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19940419

REF Corresponds to:

Ref document number: 59101391

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19940519

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2055588

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PFA

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWA

Free format text: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V.#LEONRODSTRASSE 54#D-80636 MUENCHEN 19 (DE) -TRANSFER TO- FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V.#HANSASTRASSE 27 C#80686 MUENCHEN (DE)

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20100222

Year of fee payment: 20

Ref country code: ES

Payment date: 20100219

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20100227

Year of fee payment: 20

Ref country code: FR

Payment date: 20100315

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20100219

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20100218

Year of fee payment: 20

Ref country code: DE

Payment date: 20100423

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 59101391

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: V4

Effective date: 20110209

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Expiry date: 20110208

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20110209

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20110208

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20110209

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20130719

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20110210